FR2924828A1 - Procede et dispositif de conduite au moins partiellement automatique d'un aeronef roulant au sol - Google Patents

Abstract

Le dispositif (1) comporte un système de navigation (2) qui détermine automatiquement une trajectoire de roulage au sol de l'aéronef, un système de guidage (6) qui détermine automatiquement, à l'aide de cette trajectoire, une consigne de vitesse de lacet permettant à l'aéronef de suivre ladite trajectoire, et un système (10) qui utilise cette consigne de vitesse de lacet pour aider au pilotage de l'aéronef.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de conduite au moins partiellement automatique d'un aéronef roulant au sol, sur un domaine aéroportuaire tel qu'un aéroport ou un aérodrome. La présente invention s'applique donc au roulage d'un aéronef au sol, en particulier d'un avion, civil ou militaire, de transport de passagers ou de marchandises (fret), ou encore d'un drone. Elle concerne plus particulièrement l'automatisation totale ou partielle, de la conduite d'un tel aéronef roulant au sol. Dans le cadre de la présente invention, on entend : 1 o par roulage au sol, tout type de roulage possible d'un aéronef, tel que le roulage sur une piste d'atterrissage au cours des phases d'atterrissage et de décollage, ou le roulage sur des voies de circulation ou sur des aires de manoeuvre, notamment ; par automatisation, l'action d'un système capable d'assurer, partielle- 15 ment ou totalement, c'est-à-dire sans aide ou avec l'aide partielle d'un humain, la conduite d'un aéronef au sol ; et par conduite, l'action de diriger les évolutions, ou mouvements, de l'aéronef au sol. Actuellement, le pilote contrôle les mouvements de l'aéronef au 20 soi, grâce à des organes de pilotage manuels (par exemple un volant per-mettant l'orientation de la roue du train d'atterrissage avant, une manette de contrôle de la poussée des moteurs, des pédales de freins, un palonnier de direction), le long d'une trajectoire au sol. Ces organes permettent de commander des actionneurs de l'aéronef capables d'influencer les mou- 25 vements de l'aéronef, en particulier par l'intermédiaire des moteurs, des freins, de l'orientation de la roue du train d'atterrissage avant (et éven- tuellement de l'orientation des trains arrière), ainsi que de la gouverne de direction de la dérive. On désigne par trajectoire au sol, le chemin suivi par l'aéronef sur un domaine aéroportuaire tel qu'un aérodrome ou un aéroport, incluant en particulier les pistes de décollage et-d'atterrissage, les voies de circulation ou de relation (taxiways), les raquettes de retournement, les zones d'attente, les barres de stop, les positions d'arrêt (stand), les aires de manoeuvre, et les aires de parking. La trajectoire au sol est généralement fournie au pilote, en particu- lier par l'intermédiaire de moyens de radiocommunication ou d'un autre moyen usuel tel qu'une liaison de transmission de données numériques, par un contrôleur aérien ou par un contrôleur au sol, mais elle peut aussi, dans certains cas, être choisie librement par le pilote. La trajectoire est définie sous la forme d'une succession d'éléments du domaine aéroportuaire, et elle indique un chemin permet-tant de rejoindre, d'un point ou région du domaine aéroportuaire, un autre point ou région de ce domaine. On appelle élément du domaine aéroportuaire, toute portion du domaine, désignée ou non par une appellation, et identifiée comme partie distincte et délimitée du domaine. Un élément peut éventuellement en recouvrir un ou plusieurs autres. On désigne en particulier par élément les pistes de décollage et d'atterrissage, les voies de circulation ou de relation (taxiways), les raquettes de retournement, les zones d'attentes, les barres de stop, les positions d'arrêt (stand), les aires de manoeuvre et les aires de parking. Connaissant la trajectoire au sol à suivre, le pilote agit sur les organes de pilotage précités, afin de contrôler les mouvements de l'aéronef au sol (la vitesse longitudinale et les déplacements latér-aux de l'aéronef). Il le fait aussi pour suivre la trajectoire de telle sorte que l'ensemble des parties de l'aéronef en contact avec le sol (les roues des trains avant et arrière) reste en permanence sur le revêtement prévu pour le roulage des aéronefs. Pour la plupart des aéroports accueillant des avions de transport civils ou militaires, on entend par "sol" les parties recouvertes de maca- dam et prévues à cet effet. L'objectif du pilote est donc de gérer une trajectoire de sorte qu'aucune des parties de l'aéronef en contact avec le sol ne se retrouve à un moment donné sur une portion du domaine aéroportuaire non prévue pour le roulage de l'aéronef, en particulier des portions recouvertes d'herbe, de terre ou de sable, ou des portions uniquement prévues pour le roulage de véhicules plus légers (voitures, camions). Le pilotage manuel d'un aéronef au sol constitue une charge de travail importante pour le pilote. Celui-ci doit en effet suivre la trajectoire prévue en contrôlant à la fois la vitesse de l'aéronef (à l'aide des manettes-de poussée des moteurs et des pédales de frein), et la rotation selon l'axe de lacet (à l'aide du volant et du palonnier), tout en veillant à ne pas sortir du revêtement prévu pour le roulage des aéronefs, et en surveillant simultanément l'environnement extérieur, et notamment : les mouvements des autres véhicules évoluant sur le domaine aéroportuaire, en particulier les aéronefs en train de rouler au sol, de décoller ou d'atterrir, les voitures, les camions, ... ; et les obstacles présents autour de l'aéronef et susceptibles de causer une collision avec ce dernier, en particulier les bâtiments, les passerelles, les antennes, les panneaux d'indication et de signalisation, et les autres véhicules au sol immobiles ou non (aéronefs, voitures, camions, passe- relies mobiles). Cette charge importante de travail peut, par conséquent, influer sur la vigilance du pilote, et entraîner, en particulier, le suivi d'une trajectoire non prévue, des sorties du revêtement prévu pour le roulage des aé- ronefs, et des collisions avec d'autres véhicules ou des obstacles pouvant entraîner des dommages matériels et humains importants. Lors de l'existence de conditions nuisant à la visibilité (pour le pi-lote) de l'environnement extérieur, en particulier la nuit ou lors de condi- tions météorologiques défavorables (par temps de brouillard, d-e neige, de pluie, de tempête, ...), le pilote peut être dépendant d'une aide extérieure pour le pilotage de l'aéronef, par exemple de l'aide d'un véhicule à suivre qui permet de guider visuellement l'aéronef le long de la trajectoire en le précédant à basse vitesse. La dépendance à une telle aide extérieure est souvent pénalisante pour les compagnies aériennes, puisque le déplace-ment de l'aéronef à basse vitesse peut induire des-retards sur les horaires prévus. Dans certains cas, en particulier en cas de conditions météorologiques extrêmes, le trafic aéroportuaire peut même rester totalement paralysé si l'aide extérieure se révèle inefficace, ce qui entraîne des retards et des coûts importants pour les compagnies aériennes. L'efficacité du flux de trafic sur le domaine aéroportuaire s'en trouve largement affecté avec des impacts financiers majeurs pour l'ensemble des parties prenantes (aéroport, contrôle, compagnies); Par ailleurs, la conduite d'aéronefs de longueur importante peut être difficile à réaliser, notamment dans des virages, en raison de-l'empattement important entre les trains avant et arrière. Dans ces conditions, il est, en effet, plus difficile de conduire l'aéronef de sorte que l'ensemble des parties en contact avec le sol reste sur le revêtement prévu pour le roulage des aéronefs, ce- qui nécessite l'usage d'aides supplémen- taires au pilote, par exemple l'emploi de caméras extérieures permettant au pilote de vérifier que les roues du train avant ne sortent pas du revête-ment (cas des avions de transport AIRBUS de types A 380 et A340-600). En outre, le pilotage manuel d'un aéronef au sol n'est pas optimal en terme de temp-s passé lors du roulage le long de la trajectoire, ni- en terme d'usage et d'usure des actionneurs. Le pilote ne peut pas non plus prédire avec précision l'horaire d'arrivée en fin de trajectoire. Ces limitations participent notamment aux coûts de maintenance et à la disponibilité des aéronefs pour les compagnies, ainsi qu'à la congestion des grands aéroports nationaux et internationaux et aux retards pénalisant aussi bien les compagnies aériennes que les passagers. Enfin, cette absence d'optimisation des opérations aéroportuaires présente un impact fort et négatif sur l'environnement (bruit, pollution, ...). La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités. Elle concerne un procédé de conduite (qui est au moins partiellement automatique) d'un aéronef roulant sur le sol sur un domaine aéroportuaire. A cet effet, selon l'invention, ledit procédé est remarquable en ce que, de façon répétitive : A/ on met en oeuvre une fonction de navigation, pour laquelle : a) on reçoit des informations relatives à un trajet à suivre ; b) à l'aide desdites informations, on détermine automatiquement une trajectoire de roulage au sol ; B/ on met en oeuvre une fonction de guidage, pour laquelle : a) on mesure automatiquement les valeurs courantes de paramètres de l'aéronef ; b) à l'aide d'au moins certaines desdites valeurs courantes et de ladite trajectoire de roulage au sol, on détermine automatiquement une consigne de vitesse de lacet permettant à l'aéronef de suivre ladite trajectoire de roulage au sol ; et C/ on met en oeuvre une fonction d'aide au pilotage, pour laquelle un système d'aide au pilotage embarqué utilise ladite consigne de vitesse de lacet pour aider au pilotage de l'aéronef.

Ainsi, grâce à l'invention, au moins une partie de la conduite d'un aéronef roulant sur le sol est réalisée de façon automatique, à savoir en particulier au moins une partie de la- fonction de navigation consistant à déterminer automatiquement une trajectoire de roulage au sol, ainsi qu'au moins une partie de la fonction de guidage consistant à déterminer automatiquement une consigne de vitesse de lacet permettant à l'aéronef de suivre cette trajectoire de roulage au sol. Par conséquent, grâce à l'invention, on est en mesure de remédier aux inconvénients précités, comme précisé davantage ci-dessous. 1 o Dans un premier mode de réalisation : des moyens de calcul faisant partie dudit système d'aide au pilotage calculent, automatiquement, des ordres susceptibles d'être appliqués à des premiers moyens de commande qui agissent sur le mouvement de lacet de l'aéronef roulant au sol, lesdits ordres étant tels qu'appliqués 15 auxdits premiers moyens de commande ces derniers pilotent latérale-ment l'aéronef selon ladite consigne de vitesse de lacet de sorte qu'il suive ladite trajectoire de roulage au sol ; et des moyens faisant partie dudit système d'aide au pilotage appliquent les ordres ainsi calculés automatiquement auxdits premiers moyens de 20 commande. Grâce à ce premier mode de réalisation, le pilotage latéral de l'aéronef le long de la trajectoire de roulage au sol est réalisé de façon automatique. Par conséquent, dans ce- premier mode de réalisation, toute la conduite latérale de l'aéronef (destinée à lui permettre de suivre la trajec- 25 toire précitée) est réalisée de façon automatique, ce qui permet notamment de réduire la charge de travail du pilote lors de cette phase de roulage au sol. En outre, en complément ou en variante à ce premier mode de réalisation, dans un second mode de réalisation, des moyens d'affichage faisant partie dudit système d'aide au pilotage présentent, sur au moins un écran de visualisation, des premiers signes caractéristiques illustrant ladite consigne de vitesse de lacet. Dans ce second mode de réalisation, le pilotage de l'aéronef le long de la trajectoire de roulage au sol peut être réalisé automatiquement ou manuellement, selon qu'il est ou non mis en oeuvre simultanément avec le premier mode de réalisation précité. Lorsque le pilotage est réalisé manuellement, sa mise en oeuvre est facilitée grâce à l'affichage réalisé par lesdits moyens d'affichage. Ce second mode de réalisation (lorsqu'il n'est pas combiné avec ledit premier mode de réalisation) concerne donc une conduite latérale, semi automatique, puisque seules les fonctions de navigation et de guidage sont automatiques, alors que la fonction de pilotage est réalisée manuellement, mais avec une aide précieuse fournie par lesdits moyens d'affichage.

Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, on réalise de plus les opérations suivantes : à l'étape A/ : c) on reçoit des contraintes relatives au roulage de l'aéronef sur le domaine_aéroportuaire ; d) à l'aide desdites contraintes, on détermine automatiquement un profil de vitesse qui est adapté à ladite trajectoire de roulage au sol, ledit profil de vitesse étant tel qu'il fournit une variation de la vitesse Ion-gitudirrale lors du roulage de l'aéronef le long de ladite trajectoire ; à l'étape B/, on détermine automatiquement, à l'aide de valeurs couran- tes mesurées de l'aéronef, de ladite trajectoire et dudit profil de vitesse, une consigne de vitesse longitudinale qui représente un ordre de vitesse longitudinale permettant de faire rouler l'aéronef sur le sol le long de la-dite trajectoire en respectant ledit profil de vitesse ; et à l'étape CI, le système d'aide au pilotage utilise ladite consigne de vitesse de lacet pour aider au pilotage de l'aéronef. Dans le cadre de la présente invention, on entend par profil de vi- tesse (associé à une trajectoire) un ensemble de valeurs -de vitesse- cotres- pondant à un ensemble de positions le long de cette trajectoire (ou de va- leurs de temps), les deux ensembles possédant le même nombre d'éléments. Grâce à ce mode de réalisation préféré, on obtient un procédé de conduite longitudinale de l'aéronef, au moins partiellement automatique. 1 o Dans une première variante de réalisation (de ce mode de réalisa- tion préféré), à l'étape C/ : des moyens de calcul faisant partie dudit système d'aide au pilotage calculent, automatiquement, des ordres susceptibles d'être appliqués à des seconds moyens de commande qui agissent sur la vitesse de 15 l'aéronef, lesdits ordres étant tels qu'appliqués auxdits seconds moyens de commande ces derniers pilotent longitudinalement l'aéronef selon la-dite consigne de vitesse longitudinale ; et des moyens faisant partie dudit système d'aide au pilotage appliquent les ordres ainsi calculés automatiquement auxdits seconds moyens de 20 commande. Grâce à cette première variante de réalisation, la conduite longitudinale de l'aéronef le long de la trajectoire de roulage, qui est telle que l'aéronef respecte ledit profil de vitesse, est réalisée de façon complète-ment automatique, puisque les fonctions de navigation, de guidage et 25 d'aide au pilotage sont toutes réalisées automatiquement. En combinant cette première variante de réalisation avec le premier mode de réalisation précité (relatif à une conduite latérale automatique), on obtient une conduite (longitudinale et latérale) de l'aéronef roulant au sol, qui est complètement automatique.

En outre, dans une seconde variante de réalisation, à l'étape C/, des moyens d'affichage faisant partie dudit système d'aide au pilotage présentent, sur au moins un écran de visualisation, des seconds signes caractéristiques illustrant ladite consigne de vitesse longitudinale.

Dans cette seconde variante de réalisation, le pilotage longitudinal de l'aéronef permettant de respecter le profil de vitesse peut être réalisé de façon manuelle par le pilote, qui est, dans ce cas, aidé par l'affichage mis en oeuvre lesdits moyens d'affichage. Lesdites première et seconde variantes de réalisation peuvent également être combinées de manière à obtenir une conduite automatique avec une aide pour le pilote sous forme d'une présentation d'informations. Par ailleurs, on réalise de plus, de façon avantageuse, les opéra- tions suivantes : on détermine au moins l'un des écarts suivants de l'aéronef par rapport à ladite trajectoire de roulage au sol : un écart latéral et un écart angu- laire ; on compare cet écart à une valeur limite correspondante prédéterminée ; et si cet écart dépasse ladite valeur limite correspondante, on met en œu- vre au moins une première fonction de protection destinée à aider à la suppression de ce dépassement. En outre, avantageusement, on réalise de plus les opérations sui-vantes : on mesure la vitesse courante de l'aéronef ; on détermine un écart de vitesse entre la vitesse courante mesurée de l'aéronef et une vitesse prescrite par ledit profil de vitesse ; on compare cet écart à une valeur limite correspondante prédéterminée ; et si cet écart dépasse ladite valeur limite _correspondante, on met en oeuvre au moins une deuxième fonction de protection destinée à aider à la suppression de ce dépassement. Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, on réalise de plus les opérations suivantes : ù on détermine la position courante de l'aéronef ; on vérifie que cette position courante est cohérente vis-à-vis de la trajectoire de roulage au sol ; et si ladite position courante n'est pas cohérente, on met en oeuvre au 1 o moins une troisième fonction de protection destinée à aider à la suppression de cette incohérence. En outre, avantageusement : lorsqu'il est impossible de déterminer une consigne de vitesse de lacet en raison d'une panne, on amène automatiquement l'aéronef dans un 15 mode de pilotage manuel direct ; et/ou on détermine une enveloppe de protection sol et on utilise cette enveloppe de protection sol pour moduler un ordre de vitesse. Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, ledit procédé conforme à l'invention est activé, si les conditions suivantes sont remplies 20 simultanément : il a été préalablement armé ; l'aéronef est au sol ; la position courante et le cap courant de l'aéronef sont cohérents avec un premier élément de la trajectoire de roulage au sot ; et 25 la vitesse longitudinale courante de l'aéronef est compatible avec une enveloppe de vitesses maximales admissibles. Par conséquent, grâce à l'invention, à partir d'un trajet fourni notamment par le contrôleur aérien ou le contrôleur au sol sous forme, par exemple, d'une succession de noms d'éléments du domaine aéroportuaire à emprunter successivement, ou sous toute autre forme décrivant le cheminement à emprunter, et ce quel que soit le moyen de communication utilisé entre le contrôleur et l'aéronef, en particulier par des moyens de radiocommunication, ou par tout autre moyen informatique, et à partir de points de référence du domaine aéroportuaire, ou tout autre moyen de représenter d'une façon-ou d'une autre les éléments constitutifs du domaine aéroportuaire, le procédé conforme à l'invention permet d'engendrer des consignes de vitesse qui sont destinées à des moyens de commande automatique (ou à des moyens d'affichage) -de l'aéronef et qui sont telles que l'aéronef suive la trajectoire de roulage au sol -prévue, sans que les parties en contact avec le sol ne sortent du revêtement prévu au roulage, et ceci à une vitesse compatible avec la réglementation aéroportuaire ou avec toute autre contrainte de vitesse. La présente invention concerne également un dispositif, au moins partiellement automatique, de conduite d'un aéronef, -en particulier d'un avion de transport, qui roule sur le sol sur un domaine aéroportuaire. Selon l'invention, ce dispositif est remarquable en ce qu'il est embarqué et comporte- : des moyens pour entrer des informations relatives- à un trajet à suivre ; des moyens pour mesurer automatiquement les -valeurs courantes de paramètres de l'aéronef ; un système de navigation qui comprend des moyens pour déterminer automatiquement, à l'aide desdites informations, une trajectoire de roulage au sol ; un système de guidage qui comprend des moyens pour déterminer automatiquement, à l'aide d'au moins certaines desdites valeurs courantes mesurées et de ladite trajectoire de roulage au sol, une consigne de vitesse de lacet permettant à l'aéronef de suivre ladite trajectoire de roulage au sol ; et û un système d'aide au pilotage comprenant des moyens qui utilisent la- dite consigne de vitesse de lacet pour aider au pilotage de l'aéronef. De plus, de façon avantageuse, ledit système d'aide au pilotage comporte : des premiers moyens de commande qui agissent sur le mouvement de lacet de l'aéronef roulant au sol, ; des moyens de calcul qui calculent, automatiquement, des ordres susceptibles-d'être appliqués auxdits premiers moyens de commande, lesdits ordres étant tels qu'appliqués auxdits premiers moyens de com- 1 o mande ces derniers pilotent latéralement l'aéronef selon ladite consigne de vitesse de lacet de sorte qu'il suive ladite trajectoire de roulage au sol ; et des moyens qui appliquent, automatiquement, les ordres ainsi calculés auxdits premiers moyens de commande. 15 En outre, avantageusement, ledit système d'aide au pilotage comporte également des moyens d'affichage qui présentent, sur au moins un écran de visualisation, des premiers signes-caractéristiques illustrant ladite consigne de vitesse de lacet. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré ; 20 ù ledit dispositif comporte, de -plus, des moyens pour entrer des contrain- tes relatives au roulage- de l'aéronef sur le domaine aéroportuaire ; û ledit système de navigation comporte, de plus, des moyens pour déterminer automatiquement, à l'aide desdites contraintes entrées, un profil de vitesse qui est adapté à ladite trajectoire de roulage au sol, le- 25 dit profil de vitesse étant tel qu'il fournit une variation de la vitesse lon- gitudinale lors du roulage de l'aéronef le long de ladite trajectoire ; û ledit système de guidage comporte, de plus, des moyens pour déterminer automatiquement, à l'aide de valeurs courantes mesurées de l'aéronef, de ladite trajectoire et dudit profil de vitesse, une consigne de vitesse longitudinale qui représente un ordre de vitesse longitudinale permettant de faire rouler l'aéronef sur le sol le long de ladite trajectoire en respectant ledit profil de vitesse ; et ledit système d'aide au pilotage comporte, de plus, des moyens qui _5 utilisent ladite consigne de vitesse de lacet pour aider au pilotage de l'aéronef et qui comprennent : des seconds moyens de commande qui agissent sur la vitesse de l'aéronef ; des moyens de calcul qui calculent, automatiquement, des ordres 19 susceptibles d'être appliqués auxdits seconds moyens de commande, lesdits ordres étant tels qu'appliqués auxdits seconds moyens de commande ces derniers pilotent longitudinalement l'aéronef selon ladite consigne de vitesse longitudinale ; et des moyens qui appliquent automatiquement les ordres ainsi calcu- l 5 lés auxdits seconds moyens de commande ; et/ou des moyens d'affichage qui présentent, sur au moins un écran de visualisation, des seconds signes caractéristiques illustrant ladite consigne de vitesse longitudinale. Le dispositif conforme à l'invention présente de très nombreux 20 avantages. En particulier, comme précisé davantage ci-dessous : il permet de réduire la charge de travail du pilote au cours de la phase de roulage, en prenant en charge tout ou partie (selon le mode de fonctionnement) du guidage de l'aéronef au sol, ce qui permet au pilote -de se concentrer sur d'autres tâches, en particulier sur la surveillance de 25 l'environnement extérieur (mouvements des autres véhicules, obstacles environnants) et sur les communications avec le contrôle aérien/sol ; il permet de garantir la position de l'aéronef par rapport à l'axe de la piste, de la voie de circulation, ou de tout autre élément du domaine aéroportuaire, et donc : • de garantir le guidage d'aéronefs dont la longueur relative par rapport aux dimensions des voies de circulation peut poser des difficultés (à savoir le risque de sortie de roues en dehors du revête-ment), et ceci sans utiliser de dispositif supplémentaire destiné à ai- der le pilote (caméra extérieure) ; et de faciliter la circulation de l'aéronef dans des conditions de visibilité qui rendent !e guidage de l'aéronef difficile, et ceci sans utiliser d'aides extérieures telles qu'un véhicule à suivre ; -il permet d'engendrer des ordres de guidage visant à améliorer le confort des passagers et de l'équipage (par rapport à un pilotage manuel), en particulier dans des courbes et des virages, ainsi que lors d'accélérations et de freinages ; û il permet d'optimiser le temps de parcours entre deux points du domaine aéroportuaire, et donc de_ réduire le temps d'occupation des pis- tes, des voies de circulation ou de tout autre élément du domaine aéro- portuaire ; û il permet de prédire, par exemple avant l'atterrissage de l'aéronef, le temps d'occupation des pistes, des voies de relation ou de tout autre élément du domaine aéroportuaire, et donc de permettre au contrôle aé- -rien/sol d'anticiper des éventuels problèmes de circulation au sol et d'adapter la planification aéroportuaire en conséquence ; - il permet de garantir le passage de l'aéronef à certains points de pas-sage et à un horaire donné, ce qui permet au contrôle aérien/sol d'optimiser la planification de manière à fluidifier le trafic au sol ; û il permet aux compagnies aériennes d'améliorer les prédictions d'utilisation des actionneurs, en particulier des moteurs (consommation lors du roulage au sol) et des freins (estimation de l'usure des freins), ce qui procure des avantages en terme de maintenance ; et il permet d'optimiser un compromis entre les performances (en terme de temps de parcours de la trajectoire) et l'usure des actionneurs, en fonction de- la stratégie adoptée par le pilote ou la compagnie aérienne. La présente invention concerne également un aéronef, en particu- -5 lier un avion de transport civil ou militaire, qui comporte un dispositif tel que celui précité. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des- éléments semblables. 10 ta figure 1 est le- schéma synoptique d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 2 illustre schématiquement, en vue en plan, le roulage au sol d'un aéronef le long d'une trajectoire. Les figures 3 et 5 représentent schématiquement des moyens 15 d'aide au pilotage qui font partie d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 4 est un graphique illustrant un profil de vitesse. Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématique- ment sur la figure 1 est -destiné à réaliser, de façon au moins partiellement automatique, la conduite d'un aéronef A roulant au sol, sur un domaine 20 aéroportuaire tel qu'un aéroport ou un aérodrome. Selon l'invention, ledit dispositif 1 qui est embarqué sur l'aéronef A comporte, comme représenté sur la figure 1 : û un système de navigation 2, qui comprend des moyens 3 pour déterminer automatiquement une trajectoire TR de roulage au sol, à l'aide 25 d'informations reçues par l'intermédiaire de moyens 4 qui sont reliés par une liaison 5 audit système de navigation 2 ; un système de guidage 6 qui est relié par l'intermédiaire d'une- liaison 7 audit système- de navigation 2 et qui comprend des moyens 9 pour dé-terminer automatiquement (à partir de valeurs courantes qui ont été mesurées à l'aide de moyens faisant partie d'un ensemble 8 de sources d'informations, qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 12 audit système de guidage 6, et à partir de ladite trajectoire TR de roulage au sol reçue dudit système de navigation 2), une consigne de vitesse de lacet qui permet à l'aéronef A de suivre ladite trajectoire TR de roulage au sol ; et un système 10 d'aide au pilotage qui comprend des moyens d'aide au pilotage 11 qui utilisent ladite consigne de lacet (reçue par l'intermédiaire d'une liaison 13) pour aider au pilotage de l'aéronef A.

Ce système 10 est également relié par une liaison 35 audit ensemble 8. Ainsi, grâce au dispositif 1 conforme à l'invention, au moins une partie de la conduite d'un aéronef A roulant sur le sol est réalisée de façon automatique, à savoir en particulier au moins une partie de la fonction de navigation (mise en oeuvre par le système de navigation 2) consistant à déterminer automatiquement une trajectoire TR de roulage au sol, ainsi qu'au moins une partie de la fonction de guidage (mise en oeuvre par le système de guidage 6) consistant à déterminer automatiquement une consigne de vitesse de lacet permettant à l'aéronef A de suivre cette trajectoire TR de roulage au sol.

L'ensemble des opérations mises en oeuvre par le dispositif 1 sont désignées ci-après par l'expression "fonction de conduite automatique". En outre, on entend par trajectoire TR (de roulage) au sol le chemin suivi par l'aéronef A sur un domaine aéroportuaire tel qu'un aéroport ou un aérodrome, incluant en particulier les pistes de décollage et d'atterrissage, les voies de circulation ou de relation (taxiways), les raquettes de retournement, les zones d'attente, les barres de stop, les positions d'arrêt (stand), les aires de manoeuvre, et les aires de parking. On suppose que la trajectoire TR à suivre est une ligne continue reliant deux points du domaine aéroportuaire, et peut être décrite sous forme mathématique, par exemple sous la forme d'une succession de segments de droite, d'arcs de cercle ou d'ellipse, de clothoïdes, de NURBS, de splines (en particulier de courbes de Bézier), ou d'une -combinaison des courbes précédentes, ou de toute autre description possible d'une courbe. Sur la figure 2, on a représenté un aéronef A qui- roule sur le sol le long d'une trajectoire TR. Sur cette figure 2, on a également représenté : un point cible courant H de la trajectoire TR ; un écart latéral yc entre le point cible courant H et un point 0 qui est un point de contrôle de l'aéronef A devant être asservi sur la trajectoire TR ; un écart angulaire courant yc entre le cap courant de l'aéronef A et l'angle défini par la tangente de la trajectoire en H ; et un plan horizontal Oxy.

Par ailleurs, lesdits moyens 4 peuvent comporter : des moyens d'entrée, notamment un clavier, permettant à un opérateur, en particulier le pilote de l'aéronef A, d'entrer des caractéristiques de la trajectoire TR dans le dispositif 1 ; et/ou des moyens de réception permettant de recevoir automatiquement et directement de l'extérieur de l'aéronef A, en particulier d'un poste destiné au contrôle aérien ou au contrôle au sol, notamment à l'aide d'une liaison (non représentée) de transmission de données numériques, des informations permettant de caractériser ladite trajectoire TR. Dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens 3 comportent les moyens suivants (non représentés) qui sont intégrés : des moyens pour recevoir desdits moyens 4 un trajet comprenant une suite d'éléments du domaine aéroportuaire que l'aéronef A doit-emprunter successivement, un élément représentant une portion distincte et délimitée du domaine aéroportuaire et étant caractérisé par au moins deux points de référence qui représentent des points fixes dudit domaine aéroportuaire ; des moyens pour extraire automatiquement d'un ensemble de points de référence du domaine aéroportuaire les- coordonnées géographiques des points de référence correspondant aux éléments- dudit trajet que l'aéronef A doit emprunter ; des moyens pour transposer automatiquement les coordonnées géographiques ainsi extraites, dans un repère métrique lié au domaine aéroportuaire ; des moyens pour déterminer automatiquement, à partir desdites coordonnées ainsi transposées, l'ensemble des points d'intersection des éléments successifs dudit trajet qui sont tels que, -lorsqu'ils sont reliés entre eux successivement, ils forment une trajectoire auxiliaire ; et des moyens pour mettre en forme automatiquement ladite trajectoire auxiliaire, au moins en déterminant un virage à chacun desdits points d'intersection, de manière à engendrer ladite trajectoire TR destinée au roulage au sol de l'aéronef A. De plus, lesdits moyens 3 peuvent comporter : des moyens pour vérifier, pour chaque point d'intersection, -que l'angle formé par deux segments arrivant à ce point d'intersection est inférieur à une valeur de seuil prédéterminée, afin d'éviter de con-struire des virages trop courts ou des points de rebroussement ; et/ou des moyens pour supprimer tous les artéfacts existant sur la trajectoire auxiliaire. Dans le cadre de la présente invention, un artéfact est une anomalie apparaissant lors de la construction d'un virage, lorsque deux points d'intersection sont trop proches pour laisser la place à deux virages séparés par un segment. Cette anomalie a pour conséquence l'apparition de deux points de rebroussement au niveau du segment si-tué entre ces virages ; et/ou des moyens pour réaliser, le cas échéant, une concaténation des segments de ladite trajectoire auxiliaire. Si, dans la trajectoire auxiliaire, plusieurs éléments successifs sont des segments de droite, ces segments de droite sont alignés (sinon ils seraient séparés par des virages).

Dans ce cas, il est possible de simplifier la trajectoire, en concaténant ces segments de droite successifs en un seul segment de droite. En outre, de préférence, les moyens 3 fournissent ladite trajectoire TR sous forme d'un tableau qui liste les éléments successifs de la trajec- toire TR, et qui présente, pour chacun de ces éléments : un premier signe caractéristique (comprenant par exemple un numéro ou ses coordonnées) qui permet de définir sa position dans la trajectoire ; un second signe caractéristique permettant de le caractériser, par exemple en indiquant son type tel que précité ; sa longueur ; et sa courbure maximale. Une telle présentation de la trajectoire TR permet de la rendre plus cohérente et plus facilement exploitable par des systèmes- utilisateurs, et notamment par le système de guidage 6.

Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens 9 comprennent les moyens intégrés (non représentés) suivants : des moyens pour recevoir ladite trajectoire TR ; des premiers moyens pour déterminer, à partir de ladite trajectoire TR et de la position courante -mesurée de l'aéronef A (reçue dudit ensemble 8), une courbure courante à un point cible H courant de la trajectoire TR ; des deuxièmes moyens pour déterminer, à partir de ladite trajectoire TR et de ladite position-courante mesurée, un écart latéral yc courant ; des troisièmes moyens pour déterminer, à partir de ladite trajectoire et dudit cap courant mesuré, un écart angulaire wc courant ; et des--moyens pour calculer, à partir de vitesses latérale et longitudinale courantes mesurées de l'aéronef A, ainsi- qu'à partir de ladite courbure courante, dudit écart latéral yc courant et dudit écart angulaire wc courant, une vitesse de lacet qui représente ledit ordre de vitesse de lacet permettant à l'aéronef A de suivre ladite trajectoire. Ainsi, grâce auxdits moyens 9, on obtient à partir d'une trajectoire TR prédéfinie, un ordre de vitesse de lacet qui est un ordre global de sorte 10- qu'appliqué à l'aéronef A dans son ensemble, il permet d'exercer un moment de rotation de l'aéronef A selon l'axe vertical, de manière à pouvoir asservir un point dudit aéronef A (par exemple la roue du train avant, le centre de gravité de l'aéronef A, ou le point médian des points principaux) le long de la trajectoire TR. En d'autres termes, il permet de maintenir la 15 projection de ce point au sol sur ladite trajectoire TR, à une marge d'erreur près. Dans un mode de réalisation particulier, lesdits premiers moyens précités desdits- moyens 9 comprennent des éléments : pour déterminer, à partir de ladite trajectoire TR et de la position cou- 20 rante mesurée de l'aéronef A (reçue dudit ensemble 8), un élément courant de ladite trajectoire TR comprenant une suite d'éléments successifs ; pour déterminer sur cet élément courant un point cible H courant, en tenant compte d'-un point de contrôle O de l'aéronef A et de ladite posi- 25 tion courante ; et pour déterminer la courbure dudit élément courant audit point cible H courant de manière à obtenir ladite courbure courante. En outre, comme représenté sur la figure 2 : lesdits deuxièmes moyens précités desdits moyens 9 déterminent ledit écart latéral yc courant comme la distance entre un point de contrôle O de l'aéronef A (que l'on cherche à asservir sur la trajectoire TR) et le point cible H courant de la trajectoire TR ; et/ou 5- lesdits troisièmes moyens précités desdits moyens 9 déterminent ledit écart angulaire yc courant comme l'écart angulaire entre le cap courant de l'aéronef A et la tangente à la trajectoire au niveau du point cible H courant. Dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens 11 d'aide 10 au pilotage comportent un ensemble 14 qui comprend, comme représenté sur la figure 3 : des moyens de commande 15 qui agissent sur le mouvement de lacet de l'aéronef A. Ces moyens 15 peuvent comporter, notamment, la roue du train d'atterrissage avant de l'aéronef A, des moyens usuels de 15 contrôle de la poussée des moteurs, les freins de l'aéronef A, et/ou une gouverne de direction ; des moyens 16 qui sont destinés à calculer des consignes susceptibles d'être appliquées auxdits moyens de commande 1-5. Ces consignes sont telles qu'appliquées auxdits moyens de commande 15, ces der- 20 niers commandent l'aéronef A selon l'ordre de vitesse de lacet reçu du- dit système de guidage 6 ; et des moyens usuels 18, par exemple des actionneurs de la gouverne de direction, qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison 19 auxdits moyens 16 et qui sont formés de manière à appliquer, de façon usuelle, 25 les consignes calculées par lesdits moyens 16 auxdits moyens de commande 15, comme illustré par une liaison 17 en traits mixtes. Ce dernier mode de réalisation réalise donc le pilotage de l'aéronef A le long de la trajectoire TR de roulage au sol de façon automatique. Par conséquent, dans ce mode de réalisation, toute la conduite latérale de l'aéronef A (destinée à lui permettre de suivre la trajectoire TR) est réalisée de façon automatique, puisque les traitements mis en oeuvre par les moyens 3 et 9 le sont également, ce qui permet notamment de réduire la charge de travail du pilote lors de la phase de roulage au sol.

En outre, lesdits moyens 1 1 d'aide au pilotage peuvent également comporter des moyens d'affichage 24, en particulier un directeur de sol (qui, dans le cadre de la présente invention, réalise au sol des fonctions équivalentes à celles réalisées par un directeur de vol usuel en vol), qui présente, sur au moins un écran de visualisation 25 usuel, des premiers 1 o signes caractéristiques illustrant ladite consigne de vitesse de lacet. Dans ce cas, le pilotage de l'aéronef A le long de la trajectoire TR de roulage au sol peut être réalisé automatiquement ou manuellement, selon qu'il est ou non mis en oeuvre simultanément avec le mode de réalisation précité (relatif à- l'ensemble 14). Lorsque le pilotage est réalisé manuellement, sa mise 15 en oeuvre est facilitée grâce à l'affichage réalisé par lesdits moyens d'affichage 24. Ce mode de réalisation concerne donc une conduite latérale, semi automatique, puisque seules les fonctions de navigation et de guidage sont automatiques, alors que la fonction de pilotage est réalisée manuellement, mais avec une aide précieuse fournie par lesdits moyens 20 d'affichage 24. En outre, dans un mode de réalisation préféré : ledit système de navigation 2 comporte, de plus, des moyens 20 pour déterminer automatiquement (à partir de contraintes relatives au roulage de l'aéronef A sur le domaine aéroportuaire, qui sont reçues par 25 l'intermédiaire de moyens 21 qui sont reliées par l'intermédiaire d'une liaison 22 audit système de navigation 2), un profil de vitesse PV qui est tel qu'il fournit une -variation de la vitesse longitudinale lors du roulage de l'aéronef A le long de ladite trajectoire TR ; ledit système de guidage 6 comporte, de plus, des moyens 23 pour dé-terminer automatiquement, à l'aide de valeurs courantes (mesurées par des moyens faisant partie dudit ensemble 8), de ladite trajectoire TR dé-terminée par lesdits moyens 3 et dudit profil de vitesse PV déterminé-par lesdits moyens 20, une consigne de vitesse longitudinale qui représente un ordre de vitesse longitudinale permettant de faire rouler l'aéronef A au sol le long de ladite trajectoire TR en respectant ledit pro-fil de vitesse PV ; et ù ledit système d'aide au pilotage 10 comporte des moyens d'aide au 1 o pilotage 26 qui utilisent ladite consigne de vitesse de lacet pour aider au pilotage longitudinal de l'aéronef A. Grâce à ce mode de réalisation préféré, on obtient donc une conduite longitudinale de l'aéronef A, qui est au moins partiellement automatique. 15 Dans le cadre de la présente invention, on entend par profil de vitesse PV qui est associé à une trajectoire TR (de roulage au sol), un en-semble de valeurs de la vitesse V correspondant soit à un ensemble de positions (exprimées par exemple sous forme d'abscisses curvilignes s) le long de cette trajectoire, comme représenté sur la figure 4, soit à un en- 20 semble de valeurs de temps. Ces deux ensembles (vitesses/positions ou vitesses/temps) possèdent le même nombre d'éléments (s1 à s8 et V1 à V8) de sorte que, sur l'exemple de la figure 4, à une position s1 est associée une vitesse V1, à une position s2 est associée une vitesse V2, ..., et à une position s8 est associée une vitesse V8. Sur la figure 4, on a éga-2- 5 lement représenté une position courante sH avec la vitesse Vi corres-pondante telle que définie par ledit profil de vitesse PV. Par ailleurs, lesdits moyens 21 peuvent comporter des moyens d'entrée,- comprenant par exemple un clavier, qui permettent d'entrer les contraintes relatives au roulage de l'aéronef A sur le domaine aéroportuaire. Dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens 20 comprennent les moyens intégrés (non représentés)_suivants des moyens pour recevoir (desdits moyens 21) des premières contraintes (vitesse réglementaire, facteur de charge, ...) relatives au roulage de l'aéronef A sur le domaine aéroportuaire ; des premiers moyens pour déterminer automatiquement pour chacun des éléments de la trajectoire TR, une vitesse maxim-ale associée, en 1 o tenant compte desdites premières contraintes ; des moyens pour recevoir (desdits moyens 21) des secondes contraintes [contrainte de temps, contraintes de facteur de charge et de jerk (dérivée de l'accélération), ...] relatives au roulage de l'aéronef A sur le domaine aéroportuaire ; et 15 des seconds moyens pour déterminer automatiquement, en tenant compte desdites vitesses maximales et desdites secondes contraintes, un profil de vitesse PV qui est adapté à chaque élément de la trajectoire TR et qui respecte l'ensemble des vitesses maximales et des secondes contraintes. 20 Dans un mode de réalisation particulier, lesdits premiers moyens précités des moyens 20 déterminent, comme vitesse maximale pour un élément quelconque de la trajectoire TR, la vitesse qui est minimale parmi au moins lesdites vitesses suivantes : une vitesse maximale admissible en virage pour assurer le confort des 25 passagers de l'aéronef A ; une vitesse de lacet maximale que peut supporter l'aéronef A ; une vitesse réglementaire en ligne droite ; une vitesse réglementaire en virage ; une vitesse maximale respectant des limites de charges admissibles sur les trains d'atterrissage de l'aéronef A ; et une vitesse maximale dépendant de l'adhérence des pneus de l'aéronef A.

Par ailleurs, dans un mode- de réalisation particulier, pour chaque élément de la trajectoire TR, lesdits seconds moyens précités desdits moyens 20 comprennent des éléments pour : déterminer des temps de commutation ; calculer des variations de vitesse particulières entre les différents temps de commutation successifs ; et construire le profil de vitesse PV correspondant à cet élément de trajectoire, en tenant compte desdites variations de vitesse et desdits temps de commutation. En outre, lesdits seconds moyens (desdits moyens 20) : peuvent prendre en compte, en l'absence d'une contrainte de temps, un indice de coût pour déterminer ledit profil de vitesse PV, ledit indice de coût réalisant un compromis entre une vitesse maximale sur chaque élément de la trajectoire TR et une limitation de l'utilisation (intempestive) des moteurs et des freins de l'aéronef A ; ou peuvent prendre en compte, pour déterminer ledit profil de vitesse PV, au moins une contrainte de temps. Dans le cadre de la présente invention, on entend par contrainte de temps, un horaire de passage à un point donné (ou point de passage) que l'aéronef A doit respecter lors de son cheminement le long de la trajectoire TR au sol. Lesdits seconds moyens peuvent également prendre en compte le temps de -réponse de moteurs de l'aéronef A, suite à une commande de vitesse, pour déterminer ledit profil de vitesse PV. Dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens 23 comportent les moyens intégrés (non représentés) suivants : des moyens pour calculer automatiquement, à partir de ladite trajectoire TR, dudit profil de vitesse PV et de la position courante de l'aéronef A, une vitesse interpolée Vi qui représente une valeur de vitesse du profil de vitesse PV correspondant à la position courante d'un point de contrôle 0 d-e l'aéronef A ; des moyens pour déterminer automatiquement un facteur de pondération ; et des moyens pour déterminer automatiquement, à partir de ladite vitesse interpolée Vi, une vitesse auxiliaire qui est multipliée par ledit facteur de 1 o pondération de manière à obtenir une vitesse commandée Vc (qui représente un ordre de vitesse longitudinale permettant de faire rouler l'aéronef A sur le sol le long de ladite trajectoire TR en- respectant ledit profil de vitesse PV). Dans- un mode de réalisation particulier, lesdits moyens 26 d'aide 15 au pilotage comportent un ensemble 27 qui comprend, comme représenté sur la figure 5 des moyens de commande 28, par exemple des -moyens propres à l'aéronef A tels que des moteurs et/ou des freins ou des moyens externes à l'aéronef, qui agissent sur la vitesse (Iongitudin-ale) de l'aéronef 20 A ; des moyens 2-9 qui sont destinés à calculer des consignes susceptibles d'être appliquées auxdits moyens de commande 28. Ces consignes sont telles qu'appliquées auxdits moyens de commande 28, ces derniers commandent l'aéronef A selon ladite vitesse- commandée Vc reçue 25 desdits moyens 23 ; et des moyens usuels 31, par exemple des moyens propres à l'aéronef A tels que des actionneurs des moteurs ou des freins ou des moyens ex- ternes à l'aéronef, qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison 32 auxdits moyens 29 et qui sont formés de manière -à appliquer, de façon usuelle, les consignes calculées par lesdits moyens 29 auxdits moyens de commande 38, comme illustré par une liaison 30 en traits mixtes. En outre, lesdits moyens 26 d'aide au pilotage peuvent comporter des moyens d'affichage 33, par exemple un directeur de sol (qui, dans le cadre de la présente invention, réalise au sol des fonctions équivalentes à celles réalisées par un directeur de vol usuel en vol), qui présentent, sur un écran de visualisation 34, des seconds signes caractéristiques qui illustrent ladite consigne de vitesse longitudinale (la vitesse commandée Vc). L'écran 34 peut correspondre à l'écran 25 des moyens d'affichage 24.

Par ailleurs dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif 1 comporte, de plus, des moyens intégrés (non représentés) pour éviter un écart excessif. Ces moyens comprennent notamment : û un élément pour déterminer les -écarts suivants de l'aéronef A par rapport à ladite trajectoire TR de roulage au sol : un écart latéral yc et un écart angulaire wc ; un élément pour comparer ces écarts à des valeurs limites correspondantes prédéterminées ; et un élément pour mettre en oeuvre au moins une première fonction de protection destinée à aider à la suppression de ce dépassement, si l'un de ces écarts dépassela valeur limite correspondante. En outre, dans un-mode de réalisation particulier, ledit dispositif 1 comporte également des moyens intégrés (non représentés) pour éviter une vitesse excessive. Ces moyens comprennent notamment : un élément pour déterminer _un écart de vitesse entre la vitesse cou- rante mesurée de l'aéronef A et une vitesse prescrite par ledit profil de vitesse PV ; un élément pour comparer cet écart à une valeur limite correspondante prédéterminée ; et ù un élément pour mettre en oeuvre au moins une deuxième fonction de protection destinée à aider à la suppression de ce dépassement, si cet écart dépasse ladite valeur limite correspondante. Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif 1 comporte également des moyens intégrés (non représentés) pour détec- ter une_ incohérence de position. Ces moyens comprennent notamment : ù un élément pour vérifier si la position courante de l'aéronef A, reçue de l'ensemble 8, est cohérente vis-à-vis de la trajectoire TR de roulage au sol ; et 1 o un élément pour mettre en oeuvre au moins une troisième fonction de protection destinée à aider à la suppression de cette incohérence, si la-dite position courante n'est pas cohérente. En outre, dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif 1 comporte également des moyens (non représentés) pour déterminer une 15 enveloppe de protection sol et utiliser cette enveloppe de protection sol pour moduler un ordre de vitesse. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le séquencement des opérations- effectuées par le pilote et/ou le dispositif 1 est le suivant : 20 on commence-par fournir au dispositif 1 un trajet à l'aide des moyens 4. Cette- opération peut être effectuée : o manuellement par le pilote (en particulier si le trajet est fourni par le contrôle aérien/sol par radiocommunication), grâce à un moyen (faisant partie desdits moyens 4) permettant d'entrer des données in- 25 formatiques, par exemple un clavier, une souris, une roulette, ... ; ou o automatiquement, en particulier par un moyen -de communication entre le contrôle aérien/sol et l'aéronef A (par exemple un moyen analogique ou numérique comme une liaison de transmission de données numériques), auquel cas le pilote a le choix entre : • accepter tel quel le trajet proposé par le contrôle aérien/sol. Dans ce cas, il lui suffit de valider ce trajet (à l'aide d'un moyen approprié qui fait par exemple partie des moyens 4) pour passer à l'étape suivante ; • refuser le trajet proposé, auquel cas il peut manuellement en changer, totalement ou en partie. Dans les deux cas, le dispositif 1 vérifie que le trajet entré (à l'aide des 1 o moyens 4) est valide avant de passer à l'étape suivante. Si le trajet est valide, il est par exemple matérialisé sur un moyen d'affichage de l'aéronef, par exemple sur l'un des écrans de visualisation 25 et 34 ; ù la deuxième étape consiste à fournir au dispositif 1 un ensemble de contraintes (de temps) à l'aide des moyens 21. Cette opération peut 15 être effectuée : o manuellement par le pilote (en particulier si les contraintes de temps sont fournies par le contrôle aérien/sol par radiocommunication), grâce à un moyen (faisant partie des moyens 21) permettant d'entrer des données informatiques, par exemple un clavier, une 20 souris, une roulette, ... ; ou o automatiquement, en_ particulier par un moyen de communication entre le contrôle aérien/sol et l'aéronef A (par exemple un moyen analogique ou numérique, comme une liaison de transmission de données numériques), auquel cas le pilote a le choix entre : 25 • accepter telles quelles les contraintes de temps proposées par le contrôle aérien/sol. Dans ce cas, il lui suffit de valider cet en-semble de contraintes de temps (à l'aide d'un moyen approprié qui fait par exemple partie des moyens 21) pour passer à l'étape suivante ; • refuser les contraintes de temps proposées, auquel cas il peut manuellement en changer, totalement ou en partie. Dans les deux cas, le dispositif 1 vérifie que les contraintes de temps entrées sont valides et cohérentes avec la trajectoire TR sélectionnée à l'étape précédente avant de passer à l'étape suivante. Si le contrôle aérien/sol ne fournit aucune contrainte de temps, le pilote peut alors choisir d'entrer un indice de coût global associé à l'ensemble de la trajectoire TR, et permettant d'effectuer un compromis entre les performances (en terme de temps de parcours du trajet) et l'usure des actionneurs, en fonction de la stratégie adoptée par le pilote ou la compagnie aérienne ; la troisième étape consiste à armer le dispositif 1, par une interface appropriée (un ou plusieurs bouton(s) par exemple), de sorte que la fonction de guidage (du système de guidage 6) soit prête à déterminer les ordres à envoyer à la fonction de pilotage (du système 10). Le dispositif 1 affiche alors un message, sur un moyen d'affichage de l'aéronef A, par exemple sur l'un des écrans 25 et 34, indiquant au pilote que le dispositif 1 est armé ; et la quatrième étape consiste à activer le dispositif 1. Cette activation est effectuée si certaines conditions (en particulier, de position, de vitesse et d'orientation de l'aéronef A) sont remplies. Une fois le dispositif 1 activé, les fonctions de navigation, de guidage et d'aide au pilotage cal-culent leurs commandes respectives, de sorte que l'aéronef A suive la trajectoire TR demandée, de préférence en respectant le profil de vi- tesse PV satisfaisant un indice de coût ou un ensemble de contraintes de temps. Dans un -mode de réalisation préféré du dispositif 1, on distingue trois_ types (A, B, C) de modes de fonctionnement : A/ une série de modes dits "normaux", c'est-à-dire disponibles lors de conditions opérationnelles nominales. II est possible de passer d'un mode normal à un autre, en particulier par une action sur les organes de pilotage de l'aéronef A (par exemple les manettes de poussée des mo- teurs, les pédales de freins, le palonnier de direction, le volant de commande de l'orientation des roues du train avant), ou par une interface appropriée (par exemple un bouton). On distingue cinq modes normaux : o un mode dit "Manuel Direct" ("Direct Manual" en anglais), dans le- i() quel l'aéronef A est contrôlé manuellement par le pilote, de façon usuelle ; o un mode dit "Manuel Normal" ("Normal Manual" en anglais), dans lequel l'aéronef A est contrôlé manuellement par objectifs (de direction et/ou de vitesse/accélération) ; 15 o un mode entièrement automatique, dit "Full-Auto" ("Managed Full-Auto" en anglais : mode "M/FA"), dans lequel le dispositif 1 permet de contrôler l'aéronef A sans aide du pilote le long de la trajectoire TR choisie et selon un profil de vitesse PV découlant de l'indice de coût ou des contraintes de temps choisis. Dans ce mode, le pilote 20 n'a pas besoin d'actionner un organe de pilotage pour diriger l'aéronef A, ce qui lui permet de se concentrer sur d'autres tâches, comme la surveillance de l'environnement extérieur. Le pilote peut également disposer, sur un des moyens d'affichage 24 et 33 de l'aéronef A, d'une aide visuelle fournie par un directeur de sol, re- 25 présentant par exemple les objectifs de guidage au sol ; o un mode semi-automatique, dit "Auto-Latéral" ("Auto-Latéral" en anglais : mode "M/AL"), dans lequel le dispositif 1 permet de contrôler l'aéronef A selon l'axe latéral, c'est-à-dire qu'il permet de guider l'aéronef A le long de la trajectoire TR. Par contre, la vitesse de l'aéronef A est contrôlée manuellement par le pilote, comme dans le mode manuel normal. Le pilote peut s'appuyer sur le directeur de sol (moyens d'affichage 33) pour suivre le profil de vitesse PV que suivrait le dispositif 1 en-mode M/FA. Par ailleurs, la vitesse de l'aéronef A est limitée par la dispositif 1 de manière à respecter en permanence certaines contraintes de vitesses, liées en particulier à la forme de la trajectoire, aux réglementations aéroportuaires, à l'état de la piste, à des critères de confort des passagers ou à des critères propres à l'aéronef A (charges sur les trains, adhérence et 1 o état des pneumatiques), de sorte que le pilote ne peut contrôler la vitesse longitudinale que dans une plage de vitesse limitée par le dispositif 1 ; et o un mode manuel assisté, dit "Aide Visuelle" ("Visual Help" en anglais : mode "M/VH"), dans lequel l'aéronef A est contrôlé manuel- 15 lement par le pilote (comme dans le mode manuel normal), mais dans lequel le pilote peut s'appuyer sur le directeur de sol (moyens d'affichage 24 et 33) pour suivre à la fois la trajectoire TR demandée et le profil de vitesse PV correspondant. Par ailleurs, la vitesse de l'aéronef A est limitée par le dispositif 1 de manière à respecter 20 en permanence certaines contraintes de vitesses, liées en particulier à la forme de la trajectoire TR, aux réglementations aéroportuaires, à l'état de la piste, à des critères de confort des passagers ou à des critères propres à l'aéronef A (charges sur les trains, adhérence et état des pneumatiques), de sorte que le pilote ne peut contrôler la 25 vitesse longitudinale que dans une plage de vitesse limitée par le dispositif 1 ; B/ une série de modes auxiliaires, qui correspondent à des situations opérationnelles non nominales : o un mode dit d"'Ecart Excessif" ("Excessive Deviation Mode" en anglais), correspondant à une situation où l'écart latéral yc et/ou l'écart angulaire wc de l'aéronef A vis-à-vis de la trajectoire TR ex-cèdent des limites données. Dans ce cas : • dans un- premier mode de réalisation, la vitesse commandée de l'aéronef A est ramenée à zéro, et le contrôle manuel de l'aéronef A est inhibé jusqu'à l'arrêt total de l'aéronef A. Dans un second mode de réalisation (préféré) : * le dispositif 1 revient en mode de contrôle manuel normal s'il était auparavant en mode automatique ou semi-automatique ; et * un éventuel message d'alerte apparaît sur un moyen d'affichage de l'aéronef A pour prévenir le pilote que le mode de contrôle a changé ; • un message d'alerte apparaît sur un moyen d'affichage de l'aéronef A pour prévenir le pilote que l'aéronef A ne se trouve plus dans des conditions de fonctionnement nominal. Lorsque le pilote parvient à ramener l'aéronef A dans une- situation nominale (en terme d'Écarts latéral et angulaire), il peut alors chan- ger de mode, par exemple pour revenir en mode automatique ou semi-automatique ; o un mode dit de "Vitesse Excessive" ("Excessive Speed Mode" en anglais), correspondant à une situation où la vitesse de l'aéronef A vis-à-vis du profil de vitesse PV excède des limites données. Dans ce cas : • dans un premier mode de réalisation, la vitesse commandée de l'aéronef A est ramenée à zéro, et le contrôle manuel de l'aéronef A est inhibé jusqu'à l'arrêt total de l'aéronef A. Dans un second mode de réalisation (préféré) : * le dispositif 1 revient en mode de contrôle manuel normal s'il était auparavant en mode automatique ou semi-automatique et * un éventuel message d'alerte apparaît sur- un moyen d'affichage de l'-aéronef A pour prévenir le pilote que le mode de contrôle a changé ; • un message d'alerte apparaît sur un moyen d'affichage de l'aéronef A pour prévenir le pilote que l'aéronef A ne se trouve plus dans des conditions de fonctionnement nominal.

Lorsque le pilote parvient à ramener l'aéronef A dans une situation nominale (en-terme de vitesse), il peut alors changer de mode, par exemple pour revenir en mode automatique ou semi-automatique et o un mode dit de "Taxiway erroné" ("Taxiway Disagree Mode" en an- glais), correspondant à une situation où la position de l'aéronef A n'est pas cohérente vis-à-vis de la trajectoire TR prévue, en particulier si l'aéronef A s'est engagé sur une- piste, une voie de circulation, ou tout autre élément, qui- ne correspond pas à l'élément prévu par la trajectoire TR. Dans ce cas : • dans un premier mode de réalisation; la-vitesse commandée de l'aéronef A est ramenée -à zéro, et le contrôle manuel de l'aéronef A est inhibé jusqu'à l'arrêt total de l'aéronef A. Dans un second mode de réalisation (préféré) : * le dispositif 1 revient en mode de contrôle manuel normal s'il était auparavant en mode automatique ou semi-automatique et * un éventuel message d'alerte apparaît sur un moyen d'affichage de l'aéronef- A pour prévenir le pilote-que le mode de contrôle a changé- ; un message d'alerte apparaît sur un moyen d'affichage de l'aéronef A pour prévenir le pilote que l'aéronef A ne se trouve plus dans des conditions de fonctionnement nominal. Lorsque le pilote parvient à ramener l'aéronef A dans une situation nominale (en terme de trajectoire), il peut alors changer de mode, par exemple pour revenir en mode automatique ou semi-automatique. Pour ces trois modes inhabituels, le dispositif 1 passe en mode "Aide Visuelle"- jusqu'à un changement de mode réalisé manuelle- 1 o ment par le pilote ; et CI un mode dit "mode de panne", correspondant à une situation où la fonction de conduite automatique n'est plus en mesure de fournir des consignes de guidage (par exemple en cas de panne d'un calculateur, ou en cas d'informations indisponibles). Dans ce cas, l'aéronef A est 15 pilotable en mode "Manuel Direct". Le séquencement détaillé des opérations effectuées par le dispositif 1 conforme au mode de réalisation préféré précité (qui comprend quatre étapes, comme indiqué=ci-dessus), est décrit ci-après. La première étape du séquencement consiste à choisir le mode de 20 sélection de la route : manuel ou automatique. En cas de sélection manuelle de la route, le pilote doit entrer manuellement les éléments de l'aéroport à parcourir successivement, à l'aide d'un moyen (faisant partie des moyens 4) permettant d'entrer des don-nées informatiques, par _exemple un clavier, une souris, une roulette, ... 25 Pour chaque élément ainsi sélectionné, le dispositif 1 se charge de télécharger les caractéristiques de l'élément, en particulier les coordonnées géographiques (latitude et longitude) ainsi que le type de l'élément. Les co-ordonnées sont ensuite transformées dans un repère métrique local à l'aéroport.

Le dispositif 1 vérifie alors que l'élément qui vient d'être sélectionné est bien cohérent avec les éléments précédemment sélectionnés (s'il y en a), en particulier que l'élément sélectionné est bien adjacent au précédent, qu'il ne forme pas de point de rebroussement, que l'aéronef A est autorisé -à rouler sur cet élément et que la comptabilité ACN/PCN est vérifiée. Si ces conditions ne sont pas vérifiées, le dispositif 1 affiche un message (sur l'un- des moyens d'affichage 24 et 33 par exemple) indiquant que l'élément de trajectoire sélectionné n'est pas valide et invitant le pilote à en choisir un autre. Dans ce cas, on revient à l'étape de sélection -de la route. Si les conditions précédentes sont vérifiées, le dispositif 1 affiche l'élément sélectionné, et il met à jour l'affichage des éléments précédents (s'il y en a) afin d'afficher un trajet continu. Le dispositif 1 invite alors le pilote à vérifier visuellement que l'élément sélectionné et l'affichage sont cohérents. S'il y a incohérence, ou si le pilote s'est trompé dans sa sélection (erreur de saisie ou choix modifié après-coup), il ne valide pas- l'élément sélectionné. Le dispositif 1 affiche alors un message indiquant qu'une er-reur de sélection s'est produite et invite le pilote à sélectionner un autre élément. Le pilote peut également, dans le cas d'une incohérence entre l'affichage et sa sélection, décider de rapporter (immédiatement ou non) au contrôle aérien/sol dit "ATC" ci-après ("Air Trafic Control" en anglais) ou à une autre autorité, l'invalidité de la base- de données contenant les éléments de trajectoire de l'aéroport. S'il n'y a pas d'incohérence, ie dispositif 1 mémorise l'élément de trajectoire (c'est-à-dire ses coordonnées exprimées dans le repère métrique local à l'aéroport, ainsi que son type) à la suite des éléments précé- demment sélectionnés, et demande au pilote si celui-ci a terminé la sélection de la trajectoire. Si la sélection n'est pas finie, le pilote est invité à continuer sa sélection en répétant les manipulations précédentes.

Si la sélection est finie, les moyens 3 du dispositif 1 réalisent la génération de la trajectoire TR. En outre, en cas de sélection automatique de la route, si un trajet proposé par l'ATC est disponible, il peut être téléchargé automatiquement. Le dispositif 1 se charge alors de télécharger les caractéristiques 1 o de l'ensemble des éléments du trajet, en particulier les coordonnées géographiques (latitude et longitude) ainsi que le type de chaque élément. Les coordonnées sont ensuite transformées dans un repère métrique local à l'aéroport. Le dispositif 1 vérifie alors que les éléments qui viennent d'être 15 sélectionnés sont bien cohérents entre eux, en particulier qu'ils sont bien adjacents, qu'ils ne forment pas de points de rebroussement, que l'aéronef A est autorisé à rouler sur ces éléments et que la compatibilité ACN/PCN est vérifiée. Si ces conditions ne sont pas vérifiées, le dispositif 1 affiche un 20 message (sur l'un de ses moyens d'affichage 24 et 33 notamment) indiquant que la trajectoire sélectionnée n'est pas valide et invitant le pilote à en choisir un autre. Dans ce cas, le dispositif 1 propose au pilote de continuer la sélection du trajet, mais en mode manuel maintenant. Le pilote peut accepter (auquel cas les opérations de sélection manuelle sont celles 25 décrites ci-dessus) ou non (auquel cas la procédure de sélection de trajectoire s'arrête là et la fonction de conduite automatique ne peut pas être activée). Dans les deux cas, le- pilote peut alors décider de rapporter (immédiatement ou non) à l'ATC, ou à une autre autorité, l'invalidité de la base de données contenant les éléments de trajectoire de l'aéroport, le défaut de cohérence ACN/PCN de la proposition de l'ATC,

. Le pilote demande alors une nouvelle proposition à l'ATC. Si les conditions précédentes sont vérifiées, le dispositif 1 affiche le trajet sur un moyen d'affichage, et demande au pilote de vérifier que le trajet affiché lui convient et est cohérent avec le trajet fourni par l'ATC. S'il y a incohérence, il ne valide pas le trajet sélectionné. Le dispositif 1 affiche alors un message indiquant qu'une erreur de sélection s'est _produite, et invite le pilote à sélectionner un trajet manuellement. S'il n'y a pas d'incohérence, le dispositif 1 mémorise l'ensemble des éléments du trajet sélectionné (c'est-à-dire leurs coordonnées exprimées dans le repère métrique local à l'aéroport, ainsi que leur type), et procède à la génération de la trajectoire TR. Dans une évolution future, cet accord pourra être transmis à l'ATC qui pourra alors prendre en compte cette acceptation et ainsi l'indiquer sur ses propres moyens...DTD: A partir du trajet mémorisé sous forme d'une succession d'éléments, le dispositif 1 engendre (à l'aide des moyens 3) une trajectoire TR, décrite sous forme mathématique. Le dispositif 1 affiche _alors la trajectoire complète TR (en mettant à jour l'affichage précédent si besoin est), ainsi que certaines informations concernant la trajectoire TR, en particulier la longueur totale de la trajectoire TR, ainsi que les longueurs séparant les différents points de passage. Le dispositif 1 demande également au pilote de vérifier et valider cette trajectoire TR. Si le pilote ne valide pas la trajectoire TR, le dispositif 1 affiche un message indiquant que le pilote n'est pas d'accord avec la trajectoire pro-posée et l'invite à resélectionner un autre trajet (retour au point de dé-part). Si le pilote valide la trajectoire TR, celle-ci est mémorisée et prête à servir pour les étapes suivantes. En particulier, la trajectoire TR sert à calculer un ensemble de contraintes de vitesse associées à celle-ci, ainsi qu'une enveloppe de vitesses maximales admissibles sur les différents éléments de la trajectoire, en vue de la génération du profil de vitesse PV. La deuxième étape du séquencenient consiste à sélectionner un mode de contraintes de temps associées à la trajectoire précédente : ma- nuel, automatique, ou indice de coût ("Cost Index" en anglais). Lors d'une sélection manuelle des contraintes de temps, le pilote doit entrer manuellement les contraintes de temps successives, à l'aide de préférence des moyens 21 permettant d'entrer des données informatiques, par exemple un clavier, une souris, une roulette, ... Pour chaque contrainte ainsi sélectionnée, le dispositif 1 vérifie que la-contrainte de temps est cohérente avec l'enveloppe de vitesses maximales admissibles, ainsi qu'avec la trajectoire TR sélectionnée précédemment, et en particulier que : 15 la contrainte est associée à un point de la trajectoire TR ; et l'aéronef A peut tenir la contrainte de temps, c'est-à-dire rejoindre le point de passage associé à cette contrainte dans le temps imparti, tout en respectant les limites de vitesse données par l'enveloppe de vitesses maximales admissibles. 20 S'il y a incohérence, le dispositif 1 affiche un message (sur l'un de ses moyens d'affichage 24 et 33 par exemple) indiquant que la contrainte de temps sélectionnée n'est pas valide et invitant le pilote à en choisir une autre. Dans ce cas, on revient à l'étape de sélection de la contrainte de temps. 25 S'il n'y a pas d'incohérence, le dispositif 1 affiche la contrainte sélectionnée, met à jour l'affichage, puis invite le pilote à vérifier visuelle-ment que la contrainte de temps sélectionnée et l'affichage sont cohérents.

S'il y a incohérence entre la sélection et l'affichage, ou si le pilote s'est trompé dans sa sélection (erreur de saisie ou choix modifié après-coup), il ne valide pas la contrainte de temps sélectionnée. Le dispositif 1 affiche alors un message indiquant qu'une erreur de sélection s'est pro- duite et invite le pilote à sélectionner une autre contrainte. S'il n'y a pas d'incohérence entre la sélection et l'affichage, le dis-positif 1 mémorise la contrainte de temps à la suite des contraintes précédemment sélectionnées, et demande au pilote si celui-ci a terminé la sélection. 1 o Si la sélection n'est pas finie, le pilote est invité à continuer sa sé- lection en répétant les manipulations précédentes. Si la sélection est finie, le dispositif 1 réalise (à l'aide des moyens 20) la génération du profil de vitesse PV. Par ailleurs, lors d'une sélection automatique des contraintes de 15 temps, si un ensemble de contraintes de temps proposé par l'ATC est dis- ponible, il peut être téléchargé automatiquement. Le dispositif 1 vérifie alors que les contraintes qui viennent d'être sélectionnées sont bien cohérentes avec la trajectoire TR et avec l'enveloppe de vitesses maximales admissibles. 20 Si ces conditions ne sont pas vérifiées, le dispositif 1 affiche un message (sur l'un de ses moyens d'affichage 24 ou 33 par exemple) indiquant que les contraintes de temps sélectionnées ne sont pas valides et invitant le pilote à choisir un autre ensemble. Dans ce cas, le dispositif 1 propose au pilote de continuer la sélection des contraintes de temps, mais 25 en mode manuel. Le pilote peut accepter (auquel cas les opérations de sélection manuelle sont celles décrites ci-dessus) ou non (auquel cas la procédure de sélection de contraintes de temps s'arrête là et la fonction de conduite automatique ne peut pas être activée). Dans les deux cas-, le pilote peut décider ou non de rapporter (immédiatement ou non) à l'ATC, ou à une autre autorité, l'invalidité des contraintes de temps proposées par l'ATC. Si les conditions précédentes sont vérifiées, le dispositif 1 affiche les contraintes de temps sur l'un de ses moyens d'affichage, et demande au pilote de vérifier que les contraintes affichées lui conviennent et sont cohérentes avec les contraintes fournies par l'ATC. S'il y a incohérence, le pilote ne valide- pas les contraintes sélectionnées. Le dispositif 1 affiche alors un message indiquant qu'une erreur de sélection s'est produite, et invite le pilote -à sélectionner un ensemble de contraintes (ou un indice de coût) manuellement. S'il n'y a pas d'incohérence, le dispositif 1 mémorise l'ensemble des contraintes de temps sélectionnées et procède à la- génération du pro-fil de vitesse PV. Le pilote peut également choisir un indice de coût ("Colt Index" en anglais) global à l'ensemble de la trajectoire, à l'aide d'un moyen (par exemple les moyens 21) permettant d'entrer des données informatiques, et comprenant par exemple un clavier, une souris, une roulette, un trackbail,

. Le dispositif 1 affiche alors la valeur de l'indice de coût entrée et demande au pilote de vérifier et confirmer son choix. Si le pilote ne confirme pas la valeur affichée (err-eur de saisie ou choix modifié après-coup), le dispositif 1 redemande une valeur jusqu'à ce que le pilote confirme son choix. Si le pilote confirme son choix, le dispositif 1 mémorise la valeur de l'indice de coût entrée, et procède à la génération du profil de vitesse PV. A partir des contraintes de temps ou de l'indice de coût, ainsi qu'à partir de la trajectoire TR mémorisée, les moyens 20 du dispositif 1 engendrent un profil de vitesse PV...DTD: Le dispositif 1 réalise alors les opérations suivantes : mémorisation du profil de vitesse PV ; calcul de l'estimation du temps de parcours total de la trajectoire TR, et affichage de ce temps ; calcul de l'estimation du temps de parcours entre chaque point de pas- sage et affichage de ces temps ; et calcul de l'estimation de la température des freins à l'arrivée, et affichage de cette température. La troisième étape du séquencement, quant à elle, consiste à ar- mer le dispositif 1. Dans un mode de réalisation préféré, l'armement de la fonction de conduite automatique en mode "[:A/FA" est effectif, lorsque le pilote automatique ("A/P"), l'auto-manette ("A/THRUST") (vocable aujourd'hui utilisé pour le vol mais qui pourrait évoluer : "Auto-Speed" [A/SPEED] par exemple) et le directeur de vol (ci-après FD : "Flight Director" en anglais) [mettant en oeuvre les fonctions de directeur de sol dans le cadre de la présente invention] sont engagés. Lorsque ces conditions sont remplies, le dispositif 1 affiche un message indiquant que la fonction de conduite automatique est armée.

La quatrième étape du séquencement consiste à activer le disposi- tif 1. L'activation de la fonction de conduite automatique est effective lorsque les conditions suivant-es sont remplies : la fonction de conduite automatique doit être armée ; la position et le cap de l'aéronef A doivent être cohérents avec le premier élément de la trajectoire TR, c'est-à-dire que les écarts latéral et angulaire doivent être inférieurs à des seuils donnés ; l'aéronef A doit être au sol (par exemple, avoir les trains principaux et le train avant en contact avec le revêtement) ; et la vitesse longitudinale de l'aéronef A doit être compatible avec l'enveloppe de vitesses maximales admissibles telle que décrite précéd-emment. Lorsque ces conditions sont remplies, la fonction de conduite au- tomatique est activée et un message est affiché pour en informer le pilote. Une fois la fonction activée, le dispositif 1 réalise en continu les calculs suivants : calcul de l'élément de trajectoire courant, et sélection de cet élément ; calcul du point cible H ; calcul de la courbe locale ; calcul de l'écart latéral yc et de l'écart angulaire wc. A partir de ces éléments, le dispositif 1 élabore des consignes de guidage latéral et longitudinal, comme décrit ci-dessus. Ces ordres (vitesse de lacet pour l'axe latéral, et vitesse ou accélération pour l'axe longitudi- nal) sont envoyés aux lois de pilotage des ensembles 14 et 27, afin de contrôler les actionneurs permettant de mettre en oeuvre les ordres de-mandés. A partir des consignes de guidage, de la trajectoire TR et du profil de vitesse PV, le directeur de sol (moyens d'affichage 24 et/ou 33) per- met au pilote d'être informé visuellement de ce que réalise et de ce que va réaliser la fonction de conduite automatique. Cet affichage permet de l'aider à guider l'aéronef A dans le cas du guidage manuel ou semi-automatigire, ou bien de surveiller ce que fait le dispositif 1 dans le cas du guidage complètement automatique.

Ce séquencement correspond au mode dit "Full-Auto" (mode M/FA), c'est-à-dire ne requérant pas l'intervention du pilote pour le contrôle de l'aéronef A. Pour les modes dits "Auto-Latéral" et "Aide Visuelle", lé séquencement est identique, mais les ordres issus du système de guidage 6 ne sont pas obligatoirement tous utilisés. -En particulier : en mode dit "Auto-Latéral", l'ordre de vitesse issu du guidage longitudinal ne commande pas directement la vitesse de l'aéronef A, mais sert à limiter la vitesse commandée manuellement par le pilote, et à fournir une aide visuelle au pilote via le directeur de sol (moyens d'affichage 33 par exemple) ; et en mode dit "Aide Visuelle" : o l'ordre de vitesse issu du guidage longitudinal ne commande pas directement la vitesse de l'aéronef A, mais sert à limiter la vitesse commandée manuellement par le pilote, et à fournir une aide vi- l() suelle au pilote via le directeur de sol (moyens d'affichage 33 par exemple) ; et o l'ordre de vitesse de lacet issu du guidage latéral ne commande pas directement la rotation- de l'aéronef A (qui est alors commandée manuellement par le pilote), mais sert à fournir une aide visuelle au 15 pilote via le directeur de sol (moyens d'affichage 24 par exemple). Le passage manuel d'un mode à l'autre peut être réalisé comme indiqué ci-après. Lorsque l'A/P, l'A/THRUST et le FD sont engagés, le dispositif 1 -se trouve en mode M/FA.

20 Le désengagement progressif de la fonction (passage à un mode inférieur) se fait selon la logique suivante : ù M/FA ù* M/AL, par déconnexion du A/P ou par action du pilote sur les organes de pilotage permettant le contrôle latéral ; - M/AL û* M/VH, par déconnexion de l'auto-manette ou action du pilote 25 sur les organes de pilotage permettant le contrôle longitudinal ; û M/FA û M/VH, par déconnexion de l'A/P (entraînant la déconnexion de l'auto-manette) ou action du pilote sur les- organes de pilotage permet-tant le contrôle longitudinal ; - M/VH ou M/AL ou M/FA -~ Manuel Normal, par déconnexion du FD (entraînant la déconnexion du A/P et de l'A/THRUST si engagés) ; et - Manuel Normal -+ Manuel Direct, en cas de panne. De telles réversions peuvent également être induites par des cas de pannes (perte de mesures nécessaires pour tel ou tel mode de fonc- tionnement, perte d'un calculateur, ...). Les séquences de réengagement possibles sont : Manuel Normal -> 1VI/VH, par engagement du FD, sous réserve que la fonction est armée ; 1 o M/VH ù* M/AL, par engagement de l'A/P, sous réserve que la vitesse de l'aéronef A, l'écart latéral yc et l'écart angulaire wc sont inférieurs à des seuils donnés ; et M/AL -+ M/FA, par engagement de l'A/THRUST, sous réserve que la vitesse de l'aéronef A est inférieure à un seuil donné.

15 Le passage d'un mode à l'autre peut également se faire automati- quement, en particulier lorsque l'aéronef A atteint la fin de la trajectoire (passage en mode Manuel Normal), ou lorsque le dispositif 1 passe dans un mode inhabituel ou en mode panne. Le dispositif 1 conforme à l'invention, tel que décrit précédem- 20 ment, présente de très nombreux -avantages. En particulier : il permet de réduire la charge de travail du pilote au cours de la phase de roulage, en prenant en charge tout ou partie (selon le mode de fonctionnement) du guidage de l'aéronef A au sol, ce qui permet au pilote de se concentrer sur d'autres tâches, en particulier sur la surveillance 25 de l'environnement extérieur (mouvements des autres véhicules, obstacles environnants) et sur les communications avec le contrôle aérien/sol ; il permet de garantir la position de l'aéronef A par rapport à l'axe de la piste, de la voie de circulation, ou de tout autre élément du domaine aéroportuaire, et donc : • de garantir le guidage d'aéronefs dont la longueur relative- paf Tap- port aux dimensions des voies de circulation peut poser des difficultés (à savoir le risque de sortie de roues en dehors du revête-ment), et ceci sans utiliser de dispositif supplémentaire destiné à ai-der le pilote (caméra extérieure) ; et • de faciliter la circulation de l'aéronef A dans des conditions de visibilité qui rendent le guidage de l'aéronef A difficile, et ceci sans utiliser d'aides extérieures telles qu'un véhicule à suivre ; il permet d'engendrer des ordres de guidage visant à améliorer le confort des passagers et de l'équipage (par rapport à un pilotage manuel), en particulier dans des courbes et des virages, ainsi que lors d'accélérations et de freinages ; il permet d'optimiser le temps de parcours entre deux points du domaine aéroportuaire, et donc de réduire le temps d'occupation des pis-tes, des voies de circulation ou de tout autre élément du domaine aéroportuaire ; il permet de prédire, par exemple avant l'atterrissage de l'aéronef A, le temps d'occupation des pistes, des voies de relation ou de tout autre élément du domaine aéroportuaire, et donc de permettre au contrôle aérien/sol d'anticiper des éventuels problèmes de circulation au sol et d'adapter la planification aéroportuaire en conséquence ; û il permet de garantir le passage de l'aéronef A à certains points de pas- sage et à un horaire donné, ce qui permet au contrôle aérien/sol -d'optimiser la planification de manière- à fluidifier le trafic au sol ; il permet aux compagnies aériennes d'améliorer les prédictions d'utilisation des actionneurs, en particulier des moteurs (consommation lors du roulage au sol) et des freins (estimation de l'usure des freins), ce qui procure des avantages en terme de maintenance ; et il permet d'optimiser un compromis entre- les performances (en terme de temps de parcours de la trajectoire) et l'usure dos actionneurs, en fonc-5 tion de la stratégie adoptée par le pilote ou la compagnie aérienne.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Procédé de conduite au moins partiellement automatique d'un aéronef roulant sur le sol sur un domaine aéroportuaire, caractérisé en ce -que, de façon répétitive : A/ on met en oeuvre une fonction de navigation, pour laquelle : a) on reçoit des informations relatives à un trajet à suivre ; b) à l'aide desdites informations, on détermine automatiquement une trajectoire (TR) de roulage au sol ; B/ on met en oeuvre une fonction de guidage, pour laquelle : a) on mesure automatiquement les valeurs courantes- de paramètres de l'aéronef (A) ; b) à l'aide d'au moins certaines desdites valeurs courantes et de ladite trajectoire (TR) de-roulage au sol, on détermine automatiquement une consigne de vitesse de lacet permettant à l'aéronef (A) de sui- vre ladite trajectoire (TR) de roulage au sol ; et C/ on met en oeuvre une fonction d'aide au pilotage, pour laquelle un système (10) d'aide au pilotage embarqué utilise ladite consigne de vitesse de lacet pour aider au pilotage de l'aéronef (A).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'étape C/ : des moyens de calcul (16) faisant partie dudit système (10) d'aide au pilotage calculent, automatiquement, des ordres susceptibles d'être appliqués à des premiers moyens de commande (15) qui agissent sur le mouvement de lacet de l'aéronef (A) roulant au sol, lesdits ordres étant tels qu'appliqués auxdits premiers moyens de commande (15) ces derniers pilotent latéralement l'aéronef (A) selon ladite consigne de vitesse de lacet de sorte qu'il suive ladite trajectoire (TR) de roulage au sol ; et û des moyens (18) faisant partie dudit système (10) d'aide au pilotage appliquent les ordres ainsi calculés automatiquement auxdits premiers moyens de commande (15).

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'à l'étape CI, des moyens d'affichage (24) faisant partie dudit système (10) d'aide au pilotage présentent, sur au moins un écran de visualisation (25), des premiers signes caractéristiques illustrant ladite consigne de vitesse de lacet.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que de plus : û à l'étape A/ : c) on reçoit des contraintes relatives au roulage de l'aéronef (A) sur le domaine aéroportuaire ; d) à l'aide desdites contraintes, on détermine automatiquement un profil de vitesse (PV) qui est adapté à ladite trajectoire (TR) de roulage au sol, ledit profil de vitesse (PV) étant tel qu'il fournit une variation de la vitesse longitudinale lors du roulage de l'aéronef (A) le long de la-dite trajectoire (TR) ; à l'étape B/ , on détermine automatiquement, à l'aide de valeurs courantes mesurées de l'aéronef (A), de ladite trajectoire (TR) et dudit profil de vitesse (PV), une consigne de vitesse longitudinale qui représente un ordre de vitesse longitudinale permettant de faire rouler l'aéronef (A) sur le sol le long de ladite trajectoire (TR) en respectant le-dit profil de vitesse (PV) ; et à l'étape C/, le système (10) d'aide au pilotage utilise ladite consigne de vitesse de lacet pour aider au pilotage de l'aéronef (A).

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'à l'étape C/ : des moyens de calcul (29) faisant partie dudit système (10) d'aide au pilotage calculent, automatiquement, des ordres susceptibles d'être appliqués à des-seconds moyens de commande (28) qui agissent sur la vitesse de l'aéronef (A), lesdits ordres étant tels qu'appliqués auxdits se- conds moyens de commande (28) ces derniers pilotent longitudinale- ment l'aéronef (A) selon ladite consigne de vitesse longitudinale ; et des moyens (31) faisant partie dudit système (10) d'aide au pilotage appliquent les ordres ainsi calculés automatiquement auxdits seconds moyens de commande (28). 70

6. Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'à l'étape C/, des moyens d'affichage (33) faisant partie dudit système (101 d'aide au pilotage présentent, sur au moins un écran de visualisation (34), des seconds signes caractéristiques illustrant ladite consigne de vitesse longitudinale. 15

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, de plus : on détermine au moins l'un des écarts suivants de l'aéronef (A) par rapport à ladite trajectoire (TR) de roulage au sol-: un écart latéral (yc) et un écart angulaire (yc) ; 20 on compare cet écart (yc, yc) à une valeur limite correspondante prédéterminée ; et si cet écart (yc, yc) dépasse ladite valeur limite correspondante, on met en oeuvre au moins une première fonction de protection destinée à aider à la suppression de ce dépassement. 25

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que, de plus : on mesure la-vitesse courante de l'aéronef (A) ; on détermine un écart de vitesse entre la vitesse courante mesurée de l'aéronef (A) et une vitesse prescrite par ledit profil de vitesse (PV) ;on compare cet écart à une valeur limite correspondante prédéterminée et si cet écart dépasse ladite valeur limite correspondante, on met en oeuvre au moins une deuxième fonction de protection destinée à aider à la suppression de ce dépassement.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, de plus : on détermine la position courante de l'aéronef (A) ; on vérifie que cette position courante est cohérente vis-à-vis de la 1 o trajectoire (TR) de roulage au sol ; et si ladite position courante n'est pas cohérente, on met en oeuvre au moins une troisième fonction de protection destinée à aider à la suppression de cette incohérence.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden- 15 tes, caractérisé en ce que , lorsqu'il est impossible de déterminer une consigne de vitesse de lacet en raison d'une panne, on amène automatiquement l'aéronef (A) dans un mode de pilotage manuel direct.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden- 20 tes, caractérisé en ce que ledit procédé est activé _si les conditions suivantes sont remplies simultanément : ù il a été préalablement armé ; -l'aéronef (A) est au sol ; 25 la position courante et le cap courant de l'aéronef (A) sont cohérents avec un premier élément de la trajectoire (TR) de roulage au sol ; et la vitesse longitudinale courante de l'aéronef (A) est compatible avec une enveloppe de vitesses maximales admissibles.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détermine une enveloppe de protection sol et on utilise cette enveloppe de protection sol pour moduler un ordre de vitesse.

13. Dispositif au moins partiellement automatique de conduite d'un aéronef roulant sur le sol sur un domaine aéroportuaire, caractérisé en ce qu'il est embarqué et comporte : ù des moyens (4) pour entrer des informations relatives à un trajet à suivre ; ù des moyens- (8) pour mesurer automatiquement les valeurs courantes de paramètres de l'aéronef (A) ; un système- de navigation (2) qui comprend des moyens (3) pour déterminer automatiquement, à l'aide desdites informations entrées, une trajectoire (TR) de roulage au sol ; û un système de guidage (6) qui comprend des moyens (9) pour déterminer automatiquement, à l'aide d'au moins certaines desdites valeurs courantes mesurées et de ladite trajectoire (TR) de roulage au sol reçue dudit système de navigation (2), une consigne de vitesse de lacet per-mettant à l'aéronef (A) de suivre ladite trajectoire (TR) de roulage au sol ; et un système (10) d'aide au pilotage comprenant des moyens (Il) qui utilisent ladite consigne de vitesse de lacet pour aider au pilotage de l'aéronef.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit système (10) d'aide au pilotage comporte : û des premiers moyens de commande (15) qui agissent sur le mouvement de lacet de l'aéronef (A) roulant au sol, ; û des moyens de calcul (16) qui calculent, automatiquement, des ordres susceptibles d'être appliqués auxdits premiers moyens de commande (15), lesdits ordres étant tels qu'appliqués auxdits premiers moyens de commande (15) ces derniers pilotent latéralement l'aéronef (A) selon la-dite consigne de vitesse de lacet de sorte qu'il suive ladite trajectoire (TR) de roulage au sol ; et des moyens (18) qui appliquent, automatiquement, les ordres ainsi calculés-auxdits premiers moyens de commande (15).

15. Dispositif selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que ledit système (10) d'aide au pilotage comporte des moyens d'affichage (24) qui présentent, sur au moins un écran de visuali- 1 o sation (25_), des premiers signes caractéristiques illustrant ladite consigne de vitesse de lacet.

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que : û ledit dispositif (1) comporte, de plus, des moyens (21) pour entrer des 15 contraintes relatives au roulage de l'aéronef (A) sur le domaine aéropor- tuaire ; ledit système de navigation (2) comporte, de plus, des moyens (20) pour déterminer automatiquement, à l'aide desdites contraintes entrées, un profil de vitesse (PV) qui est adapté à ladite trajectoire (TR) de rou- 20 lage au sol, ledit profil de vitesse (PV) étant tel qu'il fournit une variation_ de la vitesse longitudinale lors du roulage de l'aéronef (A) le long de ladite trajectoire (TR) ; û ledit système de guidage (6) comporte, de plus, des moyens (23) pour déterminer automatiquement, à l'aide de valeurs courantes mesurées de 25 l'aéronef (A), de ladite trajectoire (TR) et dudit profil de vitesse (PV), une consigne de vitesse longitudinale qui représente un ordre de vitesse longitudinale permettant de faire rouler l'aéronef (A) sur le sol le long de ladite trajectoire (TR) en respectant ledit profil de vitesse (PV) ; et ledit système (10) d'aide au pilotage comporte, de plus, des moyens (26) qui utilisent ladite consigne de vitesse de lacet pour aider au pilotage de l'aéronef (A) et qui comprennent : • des seconds moyens de commande (28) qui agiss-ent sur la vitesse de l'aéronef (A) ; • des moyens de calcul (29) qui calculent, automatiquement, des ordres susceptibles d'être appliqués auxdits seconds moyens de commande (28), lesdits ordres étant tels qu'appliqués auxdits seconds moyens de commande (28) ces derniers pilotent longitudinalement 70 l'aéronef (A) selon ladite consigne de vitesse longitudinale ; et • des moyens (31) qui appliquent, automatiquement, les ordres ainsi calculés auxdits seconds moyens de commande (28).

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que : 15 û ledit dispositif (1) comporte, de plus, des moyens (21) pour entrer des contraintes relatives au roulage de l'aéronef (A) sur le domaine aéroportuaire ; ledit système de navigation (2) comporte, de plus, des moyens (20) pour déterminer automatiquement, à l'aide desdites contraintes, un pro- 20 fil de vitesse (PV) qui est adapté à ladite trajectoire (TR) de roulage au sol, ledit profil de vitesse (PV) étant tel qu'il fournit une variation de la vitesse longitudinale lors du roulage de l'aéronef (A) le long de ladite trajectoire (TR) ; ledit système de guidage (6) comporte, de plus, des moyens (23) pour 25 déterminer automatiquement, à l'aide de valeurs courantes mesurées de l'aéronef (A), de ladite trajectoire (TR) et dudit profil de vitesse (PV), une consigne de vitesse longitudinale qui représente un ordre de vitesse longitudinale permettant de faire rouler l'aéronef (A) sur le sol le long de ladite trajectoire (TR) en respectant ledit profil de vitesse (PV) ; etledit système (10) d'aide au pilotage comporte, de plus, des moyens (26) qui utilisent ladite consigne de vitesse de lacet pour aider au pilotage de l'aéronef (A) et qui comprennent des moyens d'affichage- (33) qui présentent, sur au moins un--écran de visualisation (34), des se- s conds signes caractéristiques illustrant ladite consigne de vitesse longitudinale.